Les interfaces sont un thème transversal car de nombreux systèmes d’intérêt pour la modélisation mécanique multi-échelle et les matériaux numériques peuvent contenir une interface. C’est le cas par exemple dans les matériaux composites, dans les systèmes où deux phases d’un même matériau coexistent et à la surface d’un matériau avec le vide. Malgré la variété des systèmes qui peuvent contenir une interface et la diversité des échelles rencontrées pour décrire les phénomènes d’intérêt dans ces systèmes, il existe certains aspects communs aux systèmes interfaciaux, à savoir la nature bidimensionnelle des propriétés attachées à l’interface et les techniques utilisées pour suivre l’interface.

Au laboratoire, nous calculons les propriétés interfaciales telles que la tension de surface, l’énergie de surface et la contrainte de surface bidimensionnelle dans les matériaux composites entre deux liquides (eau, méthane liquide, polymère fondu, …), deux solides (explosifs cristallins, métaux, …), un liquide et un solide, un solide et le vide en utilisant principalement la dynamique moléculaire classique. Nous utilisons également l’approche biphasique, qui consiste à suivre la position de l’interface entre la phase liquide et la phase solide d’un même matériau à différentes températures pour déterminer la courbe de fusion. Cette approche est principalement réalisée en laboratoire en utilisant la dynamique moléculaire ab initio sur les métaux.

Publications

1. T. Dreher, N. Pineau, E. Bourasseau, P. Malfreyt, L. Soulard, C. A. Lemarchand, “Anisotropic surface stresses of a solid/liquid interface: Molecular dynamics calculations for the copper/methane interface”, J. Phys. Chem. 151, 244703 (2019) DOI
2. X. Bidault, N. Pineau, “Impact of surface energy on the shock properties of granular explosives” J. Chem. Phys. 148, 034704 (2018) DOI
3. T. Dreher, C. A. Lemarchand, L. Soulard,, E. Bourasseau, P. Malfreyt, N. Pineau “Calculation of a solid/liquid surface tension: A methodological study”, J. Phys. Chem. 148, 034702 (2018) DOI
4. V. Stutzman, A. Dewaele, J. Bouchet, F. Bottin, M. Mezouar, “High-pressure melting curve of titanium” Phys. Rev. B 92, 224110 (2015) DOI
5. J. Bouchet, F. Bottin, G. Jomard, G. Zérah, “Melting curve of aluminium up to 300 Gpa obtained through ab initio molecular dynamics simulations” Phys. Rev. B 80, 094102 (2009) DOI

Chercheurs impliqués

F. Bottin, A. Dewaele, C. A. Lemarchand, N. Pineau